关于混凝土裂缝的研究论文

浅析筏板基础混凝土裂缝产生原因及预防

论文关键词：混凝土 裂缝分析控制     论文摘要： 建筑工程大量使用了筏板基础，筏板基础混凝土产生裂缝，本文从筏板基础的表面裂缝和收缩裂缝进行了分析，有针对性的提出了筏板基础混凝土裂缝的预防措施，为今后工程实践起到简单的导引作用。     城市建设高速发展今天，高层建筑工程不断的涌现在各大中城市中。筏板基础的应用越来越广泛，但筏板基础混凝土体积大，混凝土在浇筑和硬化过程中释放的水化热会产生较大的温度应力和收缩应力，导致混凝土出现裂缝，不仅有损外观形象，还会造成钢筋外露、腐蚀并减小建筑结构抵抗荷载的能力，降低建筑结构的整体性和刚度，成为结构的隐患。 一 筏板基础混凝土温度裂缝机理分析 （一）水泥水化放热产生的温度收缩 水泥水化放热是筏板基础大体积混凝土产生裂缝的主要原因。水泥水化时会产生大量的热量，而大体积混凝土结构物的断面一般较厚，热量聚集在结构物内部不易散热，混凝土会因受热而产生较大的体积膨胀。在此后的降温阶段，混凝土体积会因自身温度不断降低而逐渐收缩。此时，筏板受到地基或其他结构物件的约束，这样就会在混凝土筏板内部产生很大的温度收缩应力。一旦混凝土筏板中的温度收缩应力超过了混凝土当时龄期的拉应力强度，就会在混凝土中产生贯串整个截面的裂缝，使结构的抗渗性、整体性、耐久性等性能严重降低，带来严重后果。另外，筏板基础混凝土还会因为内部散热慢而温度较高，表面部分散热快而温度低，使混凝土内部与表面之间收缩值相差过大，产生过大的表面拉应力，从而使混凝土表面产生裂缝。 （二）外界气温变化的影响 外界气温愈高，混凝土的浇注温度也愈高，而外界温度下降，又增加了混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，这对筏板基础大体积混凝土是极为不利的。 混凝土内部的温度是水化热的绝热温度，浇注温度和结构物的散热降温导致各种温度的叠加，而温度应力则是由温差所引起的温度变形造成的。温差越大，温度应力也越大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，在这种情况下，研究合理的温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力，就显得更为重要。 (三) 内外约束条件 约束条件一般可概括为两类：即外约束和内约束。外约束是指结构物的边界条件，一般指支座或其他外界因素对结构物变形的约束。内约束是指较大断面的结构，由于内部非均匀的温度及收缩分布，各质点变形不均匀而产生的相互约束。具有大断面的结构，其结构因断面尺寸较大，其变形还可能受到其他物体的宏观约束。 综合以上分析，我们不难看出，建筑工程筏板混凝土产生裂缝的原因，以温度收缩产生的裂缝为常见，危害也最大。在筏板混凝土施工中，既要防止混凝土的表面裂缝，又要防止混凝土的收缩裂缝。所以，基于这两方面的原因，我们可以从下方面的力学分析中得出控制预防的方法。 二 筏板基础混凝土表面裂缝控制的力学分析 混凝土浇筑初期，水泥水化产生大量的水化热，使筏板混凝土的温度上升很快。但由于混凝土表面散热条件较好，热量可向大气中散发，所以其表面温度上升较少；而其内部由于散热条件较差，热量散发少，这样其内部温度上升较多。内外部由此形成了温度梯度，结果在筏板混凝土内部产生压应力，面层上产生拉应力，当该拉应力超过混凝土的抗拉强度时，在筏板混凝土的表面就会产生裂缝。 产生裂缝的温度应力包括两个主要组成部分：升温阶段，由混凝土中心温度与混凝土表面温度之差产生的相对变形受到约束引起的温度应力；降温阶段，由混凝土内部从高温降至环境温度时产生收缩变形受到外约束而引起的温度应力。所以，我们控制筏板混凝土裂缝的一项关键因素是将筏板混凝土表面温差控制在一定范围内，使其由于此原因产生的温度应力小于同龄期混凝土的抗拉强度。根据现阶段的工程实践及理论研究，我国《混凝土外加剂应用技术规范》把温差限值确定为25℃。 三 筏板基础混凝土收缩裂缝控制的力学分析 筏板基础混凝土收缩裂缝产生在混凝土的降温阶段，即当混凝土降温时，由于逐渐散热而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌和的水化和蒸发，以及胶质体的.胶凝作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，会产生很大的收缩应力（拉应力），如果产生的收缩应力超过当时龄期的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝，它会贯穿全断面，成为结构性裂缝，给住宅工程带来严重危害。 建筑工程筏板基础的厚度（高度）远远小于其他两个方向的尺寸。当底板厚度与长度之比小于或等于0.2时，底板在温度收缩变形变化作用下，离开端部区域，靠近中部全截面受力较均匀。所以对于这种原因引起的裂缝，我们在工程实践和理论研究中得出了一些经验公式控制温度收缩应力，把温度收缩应力控制在小于龄期混凝土的抗拉强度。具体的各经验公式要根据具体的工程尺度，混凝土龄期来定，各种文献针对这一结果进行了一些阐述，从而收到较好的效果。 四 结论 在建筑工程筏板基础混凝土施工中，温度与温度应力的发展规律对混凝土的裂缝控制是至关重要的。温度应力的计算要充分考虑施工条件、环境温度、混凝土弹性模量、徐变、干缩及应力松弛的影响。 影响筏板基础混凝土结构的温度应力因素很多，其中混凝土的配合比、浇注环境及边界散热条件是主要因素，所以基于前文分析论证，在今后的工程实践中应从以下几个方面入手来控制温度裂缝。 (一) 改进混凝土配合比，在混凝土中掺入混合材料（如减水剂和粉煤灰等），降低水泥水化热，减少单位体积水泥用量。 (二) 在混凝土中加入一定的膨胀剂，利用混凝土的补偿收缩原理提高混凝土的抗裂性，这种已“抗”为主，“抗”与“放”相结合的方法能较好的解决筏板基础混凝土的裂缝控制问题。 (三) 降低混凝土的浇注温度，可以降低混凝土的最高温度，从而可减少基础温度和内外温差。控制浇注温度应尽量避免在高温季节施工或采用与骨料预冷等办法降低入模温度。 (四) 改善边界散热条件和约束条件，采取保温保湿的养护措施，不使表面混凝土散热太快，使混凝土表面保持较高的温度，降低混凝土的内外温差。

浅谈混凝土的施工温度与裂缝 摘要：通过多年的现场观察，通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著，对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。 1摘 要 通过多年的现场观察，通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著，对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。关键词 混凝土 温度应力 裂缝 控制混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂缝较为普遍，在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝，因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。1 裂缝的原因混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6～1.0）×104， 长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。2 温度应力的分析根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类：（1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。3 温度的控制和防止裂缝的措施为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下：（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；改善约束条件的措施是：（1）合理地分缝分块；（2）避免基础过大起伏；（3）合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100~200kg／cm2..因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂，笔者在实践中总结出其主要作用为：（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。（2）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％。（3）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。（4）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。（5）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。（6）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。（8）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。（9）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩.许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。4 混凝土的早期养护实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。2）防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。3）防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。5 结束语以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。

砼墙体纵向微细裂缝调研处理方案（二） 关于主楼内核心筒大墙体砼墙产生纵向细微裂缝，分析调研处理问题，9月1日已按有关专业人士建议，我项目部已向工程部监理申请试行。在9月2日浇筑十二层墙柱中未见有很好效果，还是避免不了产生纵向细微裂缝，至于微细裂缝在砼墙体在长于5米以上，墙厚450以上高强度砼墙要完成克服处理完善是很难。在混凝土结构上是属于收缩现象，也属通病，目前在世界上，中国上都在调研。现在工程部，监理要求我施工单位多方面调研，我作为施工方配合调研，是应尽力配合调研。但要我施工单位调研能有100%的效果是不敢担保，现经过多方调研，又根据深圳安托山搅拌站试验室主任和飞天利高级工程师再调研，在砼配合比再作调研，增加骨料和缓凝剂材料，减少粉煤灰，先确稳定砼强度，再做摸索调整。在这方面我公司也通过向有关专业人士请教，要克服裂缝处理，最大的处理方案就是从配合比调研，骨料调整适当增加，降低水化热，在这方面飞天利搅拌站厂家在9月10日作了一个C50新配合比，水泥量保持原上层重量387kg，粉煤灰100kg，比原更少29kg，砂769kg，比原增加11kg，碎石1050kg比原增加57kg，水减少10kg，外加剂增0.9kg，我项目部经研究认为在保证水泥容量，适当增加骨料，对降低水化热，减少收缩方面效果可能是会好一些，所向工程部、监理申请下一歩施工按新配合比施工，对浇筑技术加强管理，保持

最好能找到学校的朋友，上数据库去查找，不然只能付费找了，论坛也有一些供下载的资源。